基于大数据学习分析的高中信息科技课堂教学实践研究

夏仲文+陈思卡

摘要：大数据支持下的学习分析给教育带来了深远的影响，也启迪一线教师开展基于学生学习数据的教育教学实践与研究。本文基于2014年上海市高中生信息科技学习水平起点调查问卷的数据开展了课堂教学的实践研究，实践了一条从明确课程教育教学目标与学生现状的距离，到实践抓住主体、分层教学，夯实基础，突破重难点，调整课堂结构，规范提升学生信息道德水平的高中信息科技课堂教学实践与探索之路。

关键词：起点调查；高中信息科技；课堂教学研究

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）20-0036-04

在教育领域中，大数据具有很强的应用价值，基于学生全息数据的分析催生了一个新兴的研究领域——学习分析，就是一个明显的佐证。学习分析（Learning analytics）是运用先进的分析方法和工具预测学习结果、诊断学习中发生的问题、优化学习效果的一类教学技术的集合。[1]学习分析着眼于对学生学习过程中的数据进行收集、分析，对学习过程进行评估[2]，发现学习过程中隐藏的问题，提出问题解决对策。学习分析的兴起受益于信息技术的发展，尤其是云计算平台的大规模应用助推教学资源的网络化和基于网络化、碎片化学习方式的普及。

学习分析带给一线中小学教师的不仅仅是信息技术支持下利用数据对学生的学习情况进行分析的教育应用，也应该是一种基于学生学习数据开展教育教学实践与研究的教育理念。在这一理念的启迪下，笔者开展了基于以下调查数据分析的高中信息科技课堂教学实践研究。

2014学习水平起点问卷调查简介

为了了解上海市高中生信息科技学习水平的情况，上海市教研室于2014年9月组织了上海市中学生信息科技学习水平起点问卷调查。起点问卷调查共26题，分三个模块，即学生基本情况、学生学习兴趣倾向、学生现有的知识与技能。

学生基本情况模块主要包括学生初中学习信息科技的年数、获得信息科技知识与技能的途径、解决家中计算机故障的方式、上网设备、上网地点和上网时间、网上信息搜索的方式和维护信息安全的方法。

学生学习兴趣倾向模块主要包括拥有博客或微博的情况、使用微信或飞信或易信的情况、上网所做的事情、对当今社会信息技术发展热点的关注度。

学生现有的知识与技能主要包括对计算机（智能手机）硬件及性能指标的了解程度、是否会安装和卸载软件（计算机、平板或智能手机）、系统软件的辨识、常见的网络知识的了解程度、曾经使用过的程序设计语言和图像处理软件、算法与程序设计的掌握程度、平面设计与创作的掌握程度。

三个模块的试题不仅涉及了学生现有的知识储备情况，也反映了学生在日常生活与学习中利用信息技术解决各种问题的现状，为高中信息科技教师了解学生信息科技的学习水平起点、开展教育教学工作和研究工作提供了原始而真实的数据。

闵教院附属中学2014学习水平起点问卷调查数据分析

闵教院附属中学是一所美术特色学校，学生的录取成绩是上海市高中录取分数线，因此，学生在学习上的表现或多或少存在一些问题，学习能力也有些欠缺。闵教院附属中学参加2014学习水平起点问卷调查的学生一共111人，占高一年级学生总数的97.37%，基本能够反映我校全体学生的信息科技学习水平起点情况。

从调查问卷的数据来看，学生基本情况较好，在初中阶段上过（1年、2年和3年）信息科技课的学生占93.69%，没学过信息科技的占6.31%。在上网方面，有98.2%的学生经常上网或偶尔上网，智能手机是学生上网的主要设备，有93.69%的学生在家中上网，说明接入互联网的学生家庭占比较高。学生获取信息科技知识的主要途径是信息科技课和阅读网上教程，说明学生获取信息的途径较为单一。

在学生学习兴趣倾向模块上，有71.17%的学生有“自己的博客或微博”，但是经常使用的学生只有55.86%，说明学生在学习过程中的上网时间与自由度不够。在“你一般上网做什么？”的选项中，居于前三位的分别是聊天、听音乐、看视频。而查找学习资料、搜索信息、看网络书籍三个选项占比分别是66.67%、45.05%和39.63%，说明学生主动利用网络资源进行学习的比例不高，这也是学生家长、学校教师一直限制学生上网的原因所在。在当今社会信息科技的发展热点上，学生能够有所关注，但是对热点的专业性与深度了解不够，这一点可以从有83.78%的学生了解3G/4G，但是对IPv6、Web2.0的了解比例分别只有8.11%和50.45%看出。

在学生现有知识与技能模块上，学生对计算机（智能手机）硬件及性能指标的了解程度非常不理想，只有21.62%的学生认识一些部件，知道部件性能的指标。这表明在今后的教学工作中，计算机的硬件知识虽然简单，但仍需要重点介绍。此外，该问卷调查还暴露出学生“基础不扎实、知识面窄”的特点，如“以下属于系统软件的是”一题，有45.05%的学生竟然选择了“Office软件”，31.53%的学生选择了“Flash软件”，38.74%的学生选择了“IE浏览器”。Linux和Unix两个选项的选择比例分别是11.71%和6.31%。

综合三个模块的情况来看，我校学生的信息学科知识、信息素养和信息意识与区里的整体情况相比，存在较大的差距。课堂教学需要付出更多的努力才能够弥补上述差距，才能让学生经过一年的高中信息科技课程学习获得良好的信息素养，在学业水平考试中取得较好的成绩。

基于2014学习水平起点问卷调查数据分析的高中信息科技课堂教学实践研究

1.明确高中信息科技课程教学目标，找准学生现状与课程目标之间的距离

上海市普通中小学信息科技课程是以计算机和网络为基本载体，以学信息技术、用信息技术、懂信息技术、与信息技术一起学为基本学习过程，融知识性、技能性和工具性于一体的重要的基础课程。课程总体目标是以信息素养的形成为主线，以全面提高所有学生的信息素养，使其具备信息科技的基础知识和技能为总体目标。高中阶段的课程教学目标是拓展信息科技知识的深度和广度，善于选择和使用合适的信息技术工具，提高自主学习和解决复杂问题的能力，形成正确使用信息和信息技术的评价标准的信息道德。[3]

上海市高中信息科技课程的目标，不仅对学生所应掌握的信息科技课程知识的广度和深度，运用信息技术解决各种问题的信息素养提出了较高的要求，还对基于信息素养所形成的道德价值判断以及对社会所肩负的责任提出了较高的要求。2014学习水平起点问卷调查的数据显示闵教院附中学生整体现状与课程目标的要求，在基础知识的了解广度和掌握程度、以基础知识为基石的信息素养，运用信息技术解决问题的能力等方面存在较大的差距。

2.抓住主体，分层教学

学生的整体基础不是很理想，但是也有少部分学生的信息技术知识与基础不错。为了解决课堂上大部分学生“吃不了”，少部分学生“吃不饱”的问题，笔者在教学设计时对课程内容进行了重新的梳理和分层，将课程内容划分为基础掌握内容和提高选修内容。基础掌握内容是面向全体学生的，是学业水平考试中明确规定的内容，而提高选修内容是供学有余力且有兴趣的学生进行自主学习使用，教师在课堂上预留5分钟左右的时间为这部分学生的自学提供帮助。通过这样的设计，以达到抓住主体，实施分层教学，整体提高，保证课堂教育教学质量的目标（如案例一）。

案例说明：之所以这样划分，是因为“二进制数与十进制数的相互转换；二进制数与八进制数的相互转换；二进制数与十六进制数的相互转换”是课标和考纲中明确规定重点考查的内容，近三年的学业水平考试出题情况也体现了这一要求。“十进制数与八进制数的相互转换；十进制数与十六进制数的相互转换；十进制数与R（任意）进制数的相互转换”在课标和考纲中作为拓展内容，近三年的学业水平考试并没有作为重点考查内容出现在试题中。

3.夯实基础，突破重难点

上海市属于经济比较发达的地区，闵教院附属中学的学生对一些发展前沿的信息技术多少都有所接触，虽然涉猎广，但层次较浅，专业知识面较窄，而上海市高中信息科技课程不仅要求学生拥有较广的知识面，还需要对课程知识有较深程度的掌握和将所学知识应用于生活解决问题的迁移应用能力。

因此，笔者在课程教学实践中，对课程的基础知识和重难点知识根据学生的情况重新进行了梳理，制定了基础知识、重难点知识表，并在教育教学中做到夯实基础，突破重难点，拓宽知识面的同时，深入挖掘知识点的深度（如案例二）。

案例说明：信息技术工具知识点梳理调整表只是高中信息科技必修模块中的一个单元的调整表。将“软件的分类”从“基础/知道”调整为“重点/理解”，是综合本次调查数据结果和以前的教育教学经验而进行的，因为闵教院附属中学的学生经常会将常用的系统软件和应用软件的分类混淆。将“常用软件的卸载与安装”从“重点/理解”调整为“基础/知道”是基于98.2%的学生会安装也会卸载软件的调查数据而做的决定。

4.调整课堂结构，让学生自由“想”，充分“做”

上海市高中信息科技课程由统一模块和选修模块两个部分组成，闵教院附属中学选择的选修模块是设计与创作。该选修模块由设计与创作理论知识、Photoshop平面作品设计和Flash动画创意设计三部分组成。

2014学习水平起点调查问卷数据显示，有94.59%的学生使用过Photoshop、FireWorks、金山画王、光影魔术手、美图秀秀或其他的图形图像处理软件。这说明学生在图像图形处理上已经奠定了一定的基础，在课堂教学中不需要从零开始，教学的重点应是作品整体设计能力与创意的提升，而非软件工具的使用。

针对这一教学起点，笔者在Photoshop平面作品设计的教学上，将传统的教师作品展示、教学演示，学生按照要求进行作品创作、保存、提交和师生评价，调整为教师作品展示、作品创作说明，学生自由创作作品、保存、提交和师生评价（见下页的课堂结构调整示意图）。虽然课堂结构的改变不大，但是给予学生更多自由设想、充分创作的时间。学生进行设想与创作的时间由在传统的课堂结构上只有10分钟左右增加到20～25分钟。在新的课堂结构中，教师需要尽量花最少的时间把需要讲授的新内容与学生一起探讨清楚，留出更多的时间和空间让学生去创作与实践[4]，以提高学生在实践中应用信息技术创造性地解决问题的能力。

5.关注课堂细节，引导树立信息伦理意识，规范提升信息道德水平

在信息化社会，社会公民不仅应具备良好的信息素养，还应具备良好的信息道德水平。针对我校学生信息意识薄弱、学生对信息道德和信息伦理认识不全面的情况，笔者在课堂教育教学中做了以下探索。

（1）面对、引导和处理课堂细节上的信息伦理问题。

在学习设计与创作模块的内容时，经常会用到从网上下载的图片，或者学生军训的照片。网上下载的图片会涉及版权问题，而学生的军训照片会涉及学生的肖像权问题。这时，教师需要从正面引导学生注意在作品中标注作品素材的来源，以保护原作者、原网站的版权。使用学生的军训照片，原则上应该取得学生本人的同意，取得肖像权的许可。通过长时间的积累和有意识的培养，学生在版权保护、肖像权的使用等信息伦理问题的认识上，有了很大的提升。

（2）设置信息伦理讨论问题，让学生对网络道德有全面认识。

在学习第四单元《信息技术与社会》的“负责任地使用信息技术”的内容时，结合第三单元《计算机网络》，就新闻报道上的网站账号泄密、银行卡遭盗刷、棱镜门事件等热点话题在课堂上让学生进行讨论，让学生认识到这些事件不仅违反法律法规，还有违网络道德和信息伦理要求，让学生“树立在信息化社会中的基本道德规范，应用信息技术过程中个人自律能力”[5]，避免学生在今后的网络生活中因为对法律法规和网络道德不了解而走上网络违法犯罪的道路。

高中信息科技课堂教学改进实践反思

1.课堂教学工作应依据学生学习数据开展

课堂教育教学是基于师生互动开展的知识学习活动，学习活动效果的好坏不仅取决于教师能否在课堂上为学生提供多样化的学习支持，教学策略设计的优劣，教学科研能力的高低等，也受到学生已有知识储备、学习能力、学习习惯等因素的影响。因此，教师在开展教育教学的过程中，应该能够自觉做到全面了解学生的知识储备、学习能力、学习习惯等学习数据，在教育教学中依据这些学习数据开展课堂教育教学，而不能够游离于学生的基本现状主观地开展无效的教学。

2.分层教学目标的制定与落实在大数据的支持下可以更精细化

基于条件的限制和对学生数据收集的局限性，对学生的分层还没能做到兼顾每一位学生的每一个方面，只是一定程度上的整体分层，基于这一定程度上的整体分层教学目标的制定还存在不足。因此，若有大数据分析系统的支持，教师便能够方便地了解到学生全面的学习数据，学科课程教育教学目标的制定与落实可以更加精细化，可以做到以数据为指导来开展教育教学工作和研究工作，实现课堂教学有意义的及时调整。

参考文献：

[1]李青，王涛.学习分析技术研究与应用现状述评[J].中国电化教育，2012（8）：129.

[2]蔡婷.大数据背景下学习分析技术对教学模式的变革[J].课程教育研究，2014（33）：201.

[3][5]上海市中小学信息科技课程标准（试行稿）[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/link？url=niUXK9E8XXZNdS60JmFY8jVOcPlThpZBo1SyaW6EoFh7ppAbRmJbz4CiW2bTzfxyexoYA3HGHJNBpmWLvO3qq5g5_1KZ_ZlPCO8-Nd76lUC.

[4]李冬梅.如何在信息技术教学中提高学生的信息素养[J].中小学信息技术教育，2010（05）：19.

本文是2014年闵行区青年课题立项课题阶段性研究成果，课题名称为信息科技青年教师的专业成长的途径与方法研究，课题编号为QQ2014054。